黑洞，堪稱宇宙中最詭異的天體。我們先來看一下黑洞到底是如何形成的。
在地球上生活的我們每時每刻都能感受到引力，地球強大的引力束縛著每一個人。但或許你不知道，引力其實是一種非常弱的力。自然界存在四種基本作用力，它們分別是強力，弱力，電磁力和引力，是四種作用力當中，引力是最弱的，而強力是最強的。
如果引力的強度是1，那麽引力只有10的負39次方！
實際上，直觀上我們也能體會到引力很微弱。地球的質量達到了6萬億億噸，但如此大的質量對你造成的引力其實也不是太大，你也可以輕松跳起來，而跳起來的過程其實就是對抗整個地球對你的引力。再比如說，你可以輕松舉起一個嬰兒，你可能不知道，在你舉起嬰兒的過程，也是對抗整個地球對嬰兒的引力！
不過，雖然引力很弱，你想要擺脫地球引力的束縛也是不容易的，不管你跳多高，多遠，你會發現自己總會落到地面上，除非你的速度足夠快看，比如說達到第一宇宙速度，每秒7.9千米，就會圍繞地球旋轉。或者說速度更快，每秒11.2千米，就會逃離地球的引力束縛，飛向遙遠的太空，這就是地球的逃逸速度。
而且，一個天體質量越大，密度越高，逃逸速度也會越大。而黑洞就是這麽一個天體，一個密度達到某個極端的天體，結果就是黑洞的逃逸速度比光速還要高，而我們的宇宙裏沒有什麽事物的速度能超過光速，所以任何事物一旦靠近黑洞就會被徹底吞噬，無法逃脫黑洞。
這也就是黑洞名字的由來，通俗來講，黑洞“只吃不吐”，連光線都無法逃脫黑洞的魔掌，所以黑洞看起起來完全是黑的。而每個黑洞都存在“事件視界”，這個視界的大小與黑洞質量大小息息相關。事件視界就是黑洞的邊界，也可以這樣通俗理解，沿著事件視界，如果以光速飛行，恰好不會被黑洞吞噬，只要比光速慢一點，就會被吞噬，而只要速度比光速大，就能逃出黑洞。
如果你不斷靠近黑洞，會發生什麽呢？由于黑洞的引力巨大，即便很小的距離差也會感受到引力會有明顯差異。所以，如果你的腳更靠近事件視界，意味著黑洞對你的腳的引力比頭部感受到的引力更大，而且大得非常明顯，結果就是你會被拉長，科學家們稱其爲“意大利面條化”。
也就是說，你會徹底被撕碎。那麽問題來了，當你被黑洞徹底吞噬之後，最終會到達哪裏呢？
愛因斯坦的廣義相對論是這樣诠釋的，黑洞的中心最終會坍縮爲一個體積無限小密度溫度無限高的點，也就是“奇點”。
實際上，黑洞其實就是奇點，也就是說，黑洞就是一個無限小的點，如此說來，黑洞就應該是沒有體積的，沒有大小的。那麽爲什麽通常會說黑洞有大小呢？
這是因爲，我們通常所說的黑洞大小，其實指的是黑洞事件視界的大小，這個大小與黑洞質量有直關系。
奇點到底是一個怎樣的存在方式？簡單講，奇點就是時空的終結之處，時間和空間在奇點完全失效。事實上，不僅僅是在奇點，一旦越過黑洞的事件視界，時間和空間就失效了。也就是說，嚴格來講，黑洞並不屬于我們四維時空裏面的東西，而應該屬于高維度的東西，尤其是奇點，很多科學家認爲奇點完全就是超時空的産物。
超時空到底是什麽？這又是另一個很大的話題了，不少科學家相信，宇宙大爆炸瞬間的奇點就是超時空的産物。這裏就不展開講了，有點玄乎。
黑洞只是愛因斯坦廣義相對論的預言的一種天體，長時間一來科學家們並沒有發現黑洞存在的證據。而在2019年，經過不懈努力，天文學家們終于拍攝到了黑洞的照片。
事實上，在那之前的2015年，科學家們已經間接找到了黑洞存在的證據，那就是引力波。
准確來講是2015年9月14日，在人類科學史上是裏程碑的一天，因爲在這一天，天文學家們終于捕獲到了引力波，意義重大。
引力波，通俗來講就是時空漣漪。在大約13億年前，質量是太陽質量的30倍的兩個黑洞互選旋轉，旋轉過程中發生了碰撞。要知道黑洞質量和密度都很大，所以碰撞異常猛烈，碰撞瞬間産生了超強的衝擊波，甚至完全破壞了周圍的時空結構，引起強大的時空漣漪，以光速向周圍傳播。
時空漣漪，也就是引力波，在2015年9月終于到達地球。
說來也巧，引力波到達地球的那天，天文學家們正好啓動了捕獲引力波信號的精密探測器，于是人類曆史上第一次捕獲到了引力波信號。而在那之後的幾年時間裏，天文學家們相繼捕獲到了好幾次引力波信號，包括中子星碰撞産生的強力引力波。
其實，愛因斯坦早在1915年就通過他的廣義相對論預言了引力波的概念，然後天文學家們用了一百年時間才找到了引力波存在的證據。
剛才說了，引力波就是時空漣漪，就像我們在水裏扔一塊石頭，會引起水的漣漪一樣。水波在向周圍傳播的過程中會慢慢變弱消失，而引力波也是如此，在穿越數億光年的距離，來到地球之後引力波其實已經非常微弱了，當時用于探測引力波的是激光幹涉引力波天文台，是由兩根四千米場的真空管組成的，敏感度和精密度非常高，可以探測到質子直徑一萬分之一的距離改變。
如此微弱的變化，舉個例子就明白有多靈敏了，地球距離比鄰星大約4.3光年，也就是大約40萬億千米，這麽遙遠的距離如果變長或者變短一根頭發絲的直徑，也能被人類探測到。
引力波的發現其實已經間接證明了黑洞的存在。那麽黑洞具體會對周圍的時空造成什麽影響呢？
根據愛因斯坦的廣義相對論，大質量天體會影響周圍的時空結果，具體來講就是，質量越大密度越大，對周圍時空的扭曲程度越高。
也就是說，黑洞扭曲的不僅僅是時間，還有空間，扭曲的是我們所在的四維時空，更可怕的是，黑洞可以把周圍時空扭曲到極限。
最明顯的就是黑洞對時間的扭曲。我們都知道，速度越快，時間就會越慢。事實上，引力同樣也會影響時間，引力越強，時間就會越慢。
科學家們早就證明了這點，天上飛行的衛星，必須進行定期校正，否則上面的時間與地面時間就會不一致，導航系統也會徹底癱瘓。而校正的就是速度和引力對衛星時間的影響。雖然速度和引力對衛星時間的影響比較小，但由于導航系統對時間的精准度要求很高，所以不容有絲毫差錯。
而由于黑洞引力巨大，對時空的扭曲更明顯，所以，在黑洞附近，時間流逝得也會更慢。著名科幻電影《星際穿越》中就有類似故事情節，男主人公在黑洞附近逗留了僅僅1小時，回到地球發現地球時間已經過去了7年之久！
當我們不斷靠近黑洞，時間就會變得越來越慢。當到達事件視界的那一刻，時間就停止了。
當然，時間停止只是相對外部時間。假如你能抵抗黑洞強大的引力，不過撕碎，成功活下來，你自己並不會感覺到時間變慢，前提是你不去觀察黑洞之外的世界。
如果你一直觀察黑洞外部世界，你會發現，隨著你越來越靠近黑洞事件視界，外部世界的時間流逝速度越來越快。當你無限接近事件視界時，你自己的時間僅僅過去了一秒，外部世界就過去了無限長的時間！
你會看到漫天繁星在一瞬間就全部熄滅了，然後甚至連宇宙也要走向終結了。既然連宇宙走終結了，你怎麽會存在呢？
這就是一個看起來非常讓人無法理解的地方。在很多人眼裏，黑洞顯然屬于宇宙的一部分，如果宇宙終結了，黑洞當然也不可能存在，你就更不可能存在了。
但是，就如開頭所說，我們通常所說的宇宙指的是四維時空，但嚴格來講，黑洞並不屬于四維時空，當然也不屬于我們的宇宙。也就是說，黑洞完全就是我們想象不到的存在方式。
接下來還有更瘋狂的，宇宙中不僅僅存在黑洞，還可能存在白洞！
從名字上就能看出來，白洞的性質其實是與黑洞相反的，黑洞能吞噬一切靠近的物體，任何物體都無法從黑洞中掏出來。而白洞恰恰相反，任何物體都無法返回白洞。
通俗理解就是，黑洞吞噬一切，而白洞“只吐不吃”！
有科學家甚至提出了這種瘋狂的觀點，黑洞與白洞看起來完全相反，事實上兩者息息相關。黑洞與白洞是有機的整體，兩者通過蟲洞連接起來。
根據愛因斯坦的廣義相對論方程，可以得出一種結果，存在一種叫做“蟲洞”的結構，也被稱爲“愛因斯坦羅森橋”的隧道。被黑洞吞噬的物體會穿越蟲洞隧道，然後被“白洞”吐出來。這種觀點實在有些瘋狂，讓很多人都難以接受。
實際上仔細想想也並不難理解。剛才說了，黑洞可以無限扭曲時空結構，結果就是完全撕裂時空，在時空結構中創造出一個“洞”，也就是所謂的“蟲洞”。
由于黑洞無限拉伸時空，最終來拉伸到哪裏呢？無限的概念我們很難描述，根本不可能具體去理解。無限遠的地方是哪裏呢？答案可能也肯簡單，黑洞會無限拉伸時空，在時空結構中形成一個封閉的時空曲線，最終可以回到原點。這就會形成一個類似超空間的結構。
提到黑洞，不得不提及著名物理學家史蒂芬霍金，他提出了一個著名的概念：霍金輻射！
剛才說了，黑洞會吞噬一切靠近的物體，那麽黑洞會不會死亡呢？會通過什麽樣的方式死亡呢？答案就是霍金輻射。
何爲霍金輻射？
可以這麽簡單理解。根據量子力學，黑洞附近的真空會隨機衍生出來虛粒子對，這些虛粒子對通常情況下會瞬間湮滅消失。但某個偶然的機會，虛粒子對中的一個虛粒子墜落到了黑洞中，被黑洞吞噬，而另一個沒有被吞噬的虛粒子該如何存在呢？
由于找不到自己的“同伴”，另一個虛粒子就會逃逸到太空，成爲實體粒子。而向外逃逸的過程其實就相當于吸收了黑洞的能量，也就是說黑洞在慢慢蒸發能量，這就是霍金輻射。
當然，虛粒子對一般不會墜落到黑洞中，所以霍金輻射的過程是相當漫長的，需要極其漫長的時間才能讓一個黑洞蒸發完畢。比如說一個普通黑洞大約需要2的67次方年才能最終蒸發完畢。
但這也表明了黑洞其實並不完全是漆黑一片，也會向外輻射出非常微弱的能量，如此微弱以至于我們根本探測不到。
那麽，科學家們如今能准確描述黑洞的特性嗎？
很抱歉，如今人類已知的所有的物理法則在黑洞面前都會失效，包括偉大的相對論和量子力學。
相對論統治著宏觀世界，而量子力學統治著微觀世界，按理說，兩者總應該能诠釋黑洞的本質。但事實並非如此。爲什麽？
因爲從廣義相對論角度來講，黑洞就是大質量天體，但是當科學家試圖用廣義相對論诠釋黑洞時，他們遇到了難題，雖然廣義相對論可以诠釋黑洞的質量，但“黑洞無限扭曲時空”讓廣義相對論很苦惱，該如何理解“無限扭曲時空”？
還有量子力學，雖然准確描述了微觀世界的運行規律，但一個體積無限小的奇點也讓量子力學徹底癱瘓，量子力學對“無限小”的概念無能爲力，無限小並不屬于微觀世界的概念。
于是科學家們試圖找到一種“萬物理論”，能統一廣義相對論和量子力學，最終诠釋黑洞的本質，但至今爲止都沒有發現這樣的萬物理論。
科學家們一度提出了弦理論和圈量子引力理論，尤其是弦理論，讓很多科學家們癡迷。
弦理論認爲萬物都是由基本的極其微小的弦組成的，這些弦有閉合的，也有開放的，弦是振動的，振動形式的不同計會形成不同的基本粒子。
要把弦理論准確描述出來，涉及極其複雜的數學計算，晦澀難懂的公式，甚至只有在九維空間裏才能成立，除了我們所在的三維空間，其他維度都卷曲在微觀世界，我們很難察覺到。
弦理論似乎讓科學家們看到了萬物理論的希望，但弦理論也有一個致命弱點，它很難被證明，更多的只是停留在複雜數學推導的層面。
當然，也有科學家的觀點更大膽，認爲黑洞其實不屬于我們的世界，通過黑洞可以到達另一個世界，另一個宇宙，甚至高維度時空。這種觀點看似瘋狂，其實也是有一定道理的，畢竟我們已經知道黑洞並不屬于四維時空，如此說來，它一定屬于更高的維度。
無論如何，科學家們堅信，黑洞裏一定蘊藏著更深的奧秘，甚至蘊藏著我們世界的本質！---來源: 宇宙時空 -
